(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱と壁の間に挿入するスリット材であって、
ゴムを主材とし、荷重上昇過程の一定圧力下で次々に切断される複数の布又は繊維を補強材とした、
ことを特徴とするスリット材。
【請求項２】
請求項１に記載のスリット材において、
上記ゴムが所定の厚さの天然ゴムシートにより形成され、
上記布又は繊維がゴム糊を染み込ませた木綿の厚織シートにより形成されている、
ことを特徴とするスリット材。
【請求項３】
請求項２に記載のスリット材において、
３枚の木綿の厚織シートの間に、２枚の天然ゴムシートを重ね、加硫成形した、
ことを特徴とするスリット材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塑性変形能力と耐力を併せ持つスリット材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スリット材は、短柱化を防ぎ、非構造壁の損傷を抑制し、柱・梁のせん断破壊を防止すると共に、構造設計上、非構造壁と縁を切ることによって、柱の水平剛性をより明確にするために必要とされている。
【０００３】
このような機能を有するスリット材としては、部分スリット材と完全スリット材とがある。
【０００４】
部分スリット材は、コンクリートを薄くして形成したものであり、従来は、この部分スリット材が多く使用されていたが、地震での被害が確認されたことから、最近では、完全スリット材が多く使用されている。
【０００５】
この完全スリット材は、柱と腰壁・垂れ壁などの非構造壁との間に、２５mmほどの隙間を形成し、地震で柱が変形した場合に、その変形を拘束しないようなポリエチレン発泡体やスタイロフォームなどをスリット材として用いたものである。
【０００６】
そして、従来の具体的なスリット材は、例えば特開2001-90226号公報や特開2002-339466号公報に開示されている。
【特許文献１】特開2001-90226号公報
【特許文献２】特開2002-339466号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特開2001-90226号公報には、スリット材として軽量気泡コンクリート部材を介在させることが開示され、特開2002-339466号公報には、軽量コンクリート部材と応力緩和材とを一体的に形成したスリット材が開示されている。
【０００８】
ところで、腰壁や垂れ壁は、柱にとっては、支えになり得る構造要素であり、これを利用することで、柱の耐力を増加し、塑性能力が確保されれば、より優れた構造骨組みとなる。
【０００９】
また、初期剛性が従来の完全スリット材と同じであれば、骨組みの設計が明快となる。
【００１０】
しかし、前記特開2001-90226号公報や特開2002-339466号公報に開示された従来技術については、スリット材と接合筋の反力により、柱の初期剛性が高くなるという課題がある。
【００１１】
本発明は、初期剛性が完全スリット材と殆ど変わらない状態で、塑性変形能力と耐力とを併せ持つスリット材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、請求項１に記載されているように、柱２と壁の間に挿入するスリット材１であって、ゴムを主材とし、荷重上昇過程の一定圧力下で次々に切断される複数の布又は繊維を補強材としたスリット材１であり、この請求項１の従属項として、請求項２に記載されているように、上記ゴムが所定の厚さの天然ゴムシート８、９により形成され、上記布又は繊維がゴム糊を染み込ませた木綿の厚織シート５、６、７により形成されているスリット材１であり、この請求項２の従属項として、請求項３に記載されていように、３枚の木綿の厚織シート５、６、７の間に、２枚の天然ゴムシート８、９を重ね、加硫成形したスリット材１である。
【００１３】
上記本発明の構成によれば、例えば布で補強したゴム（一般にゴムシートとして利用されている）を圧縮すると、一定圧力下で最初の布が切れ、一旦荷重が下がって圧縮ひずみが増加し、再び載荷すると荷重が上昇し、次の布が切れるといった具合に、この材料は強度をほぼ一定に保持し、布が切れるたびに圧縮ひずみが大きくなる。
【００１４】
そして、このゴムのスリット材１を（図１）、柱２と腰壁４又は垂れ壁３との間に挿入することにより、大地震が発生した場合でも、柱２のせん断破壊を防止し、ゴムの強度と変形のバランスによって、柱２の塑性変形能力と耐力とを調節することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のとおり、本発明によれば、初期剛性が完全スリット材と殆ど変わらない状態で、塑性変形能力と耐力とを併せ持つスリット材を提供できるという効果を奏する（図６（Ｅ））。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を、実施の形態により添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、本発明の全体図である。
【００１８】
図１において、柱２の上部には、垂れ壁３が、柱２の下部には、腰壁４がそれぞれ設けられている。そして、上記柱２と垂れ壁３の間、及び柱２と腰壁４の間には、後述するスリット材１が挿入されている。
【００１９】
図２は、上記スリット材１の具体例である。
【００２０】
スリット材１は、ゴムを主材とし、布又は繊維を補強材としており、ゴムが、例えば厚さが３．５ｍｍの天然ゴムシート８、９により、布又は繊維が、例えばゴム糊を染み込ませた木綿の厚織シート５、６、７によりそれぞれ形成されている。
【００２１】
図２（Ａ）に示すように、３枚の木綿の厚織シート５、６、７の間に、２枚の天然ゴムシート８、９を重ね、例えば加硫成形すれば、図２（Ｂ）に示すように、これらのシートが密着することにより、積層ゴムシートが形成される。
【００２２】
そして、この積層ゴムシート（図２（Ｂ））を、既述したように、柱２（図１）と垂れ壁３、更に、柱２と腰壁４の間に挿入し、所望の実験を行うと、図２（Ｃ）の状態になる。
【００２３】
図２（Ｃ）において、腰壁４（図１）の上部（柱２の中央部）に相当する部分Ｕ（図２（Ｃ））ほど、圧縮ひずみが大きく、布（木綿の厚織シート６）が早く切れる。
【００２４】
変形が大きくなるにつれて、腰壁４（図１）の下部に相当する部分Ｄ（図２（Ｃ））の方向に、圧縮ひずみの領域が広がり、布（木綿の厚織シート６）が徐々に切れるようになる。
【００２５】
この図２（Ｃ）に示す実験結果が得られるスリット材１としては、前記した（図２（Ｂ））３枚の木綿の厚織シート５、６、７の間に、厚さ３.５mmの２枚の天然ゴムシート８、９を重ねたもの以外にも、シートの枚数を増やして同様に加硫成形したものがある。
【００２６】
更に、図２（Ｃ）の実験結果を得る前に、図２（Ｂ）に示すスリット材１の圧縮試験の結果を図３に示す。
【００２７】
また、図３には、一般にスリット材の材料として用いてられるスギ材、発泡ポリエチレン、スタイロフォームの圧縮試験結果も示されている。
【００２８】
図３において、ゴム１、ゴム２、ゴム３は、本発明に係るスリット材１を構成する積層ゴムシート（図２（Ｂ））の試験片が３個ある、即ち同じ試料３個について同じ試験を行ったことを意味し、概ね同じ結果が得られた。
【００２９】
即ち、図示するように、ゴム１〜３は、圧縮ひずみ度（歪度（％））が２５％程度までは、耐力（応力度（Ｎ／ｍｍ２））が二次曲線的に上昇し、耐力１５（応力度（Ｎ／ｍｍ２））付近である層の１枚の布が切れて耐力が低下する。
【００３０】
その後、徐々に耐力が上昇し、残りの２枚の布が切れてからは、耐力が漸増し、圧縮ひずみ度（歪度（％））がほぼ５０％付近まではほぼ一定の耐力を維持可能である。
【００３１】
かかる圧縮特性を有する積層ゴムシートが、スリット材１としての機能に適していることに着眼し、以下の実験を行った。
【００３２】
試験体としては、４種類準備し、柱２（図６（Ｂ））と腰壁４・垂れ壁３間に何も挿入されていない状態の完全スリット型Ａ、柱２（図６（Ｃ））と腰壁４・垂れ壁３とが一体となった一体型Ｂ、柱２（図６（Ｄ））と腰壁４・垂れ壁３間にスギ材を挿入した杉スリット材Ｃ、柱２（図６（Ｅ））と腰壁４・垂れ壁３間に既述した（図２（Ｂ））積層ゴムシートを挿入した本発明に係るスリット材Ｄとした。
【００３３】
実験方法は、前記図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）の状態で、垂直方向（Ｚ軸方向）の力、即ち軸方向力（０.２ｂＤＦｃ≒１５４ｋＮ）を一定に保ちながら静的繰り返し水平（Ｘ軸方向）載荷とした。
【００３４】
載荷は、柱頭・柱脚の層間変形を、柱の内法寸法７８０mmで除した変形角Ｒが、１/800、１/600、1/400、1/300、1/200、1/150、1/100、1/75、1/50、  1/37.5、1/25の点で、繰り返した。
【００３５】
図４には、既述した各試験体Ａ〜Ｄごとに、せん断力（Ｑ）と変形角（Ｒ）の履歴曲線が示され、図５には、２０ｋＮと３０ｋＮの水平荷重を加えた場合の各試験体Ａ〜Ｄごとの初期剛性（水平剛性）が示されている。
【００３６】
図５において、完全スリット型Ａと本発明に係るスリット材Ｄとでは、初期剛性（水平剛性）に関して、水平荷重が２０ｋＮの場合には、ほぼ同じであり、水平荷重が３０ｋＮの場合には、本発明に係るスリット材Ｄが１割増加である。
【００３７】
従って、初期剛性については、本発明に係るスリット材Ｄは、完全スリット型Ａと同じと考えて差し支えない。
【００３８】
図６（Ａ）には、正側載荷のスケルトンカーブを示し、図６（Ｂ）〜図６（Ｅ）には、各試験体Ａ〜Ｄを使用した耐震構造の最終破壊状況を示し、図７には、降伏時（図６（Ａ））と最大荷重時における各試験体Ａ〜Ｄごとの値を示す。
【００３９】
図７において、完全スリット型Ａの最大荷重は、柱２（図６（Ｂ））と腰壁４・垂れ壁３との間の隙間が無くなり、柱２と腰壁４・垂れ壁３とが接触する前の値であり、杉スリット材Ｃと本発明に係るスリット材Ｄの最大荷重は、圧縮ひずみが増し、コンクリート強度に達したことによる耐力上昇が起こる前の値である。
【００４０】
図６（Ａ）⇒図６（Ｂ）から明らかなように、完全スリット型Ａの場合には、柱２端部の曲げ破壊が先行し、柱２が腰壁４・垂れ壁３に接触するまで、コンクリートの圧壊と共に徐々に耐力低下を起こしている。
【００４１】
図６（Ａ）⇒図６（Ｃ）から明らかなように、一体型Ｂの場合には、完全スリット型Ａのほぼ２倍の荷重でせん断破壊を起こし、終局に至っている。
【００４２】
また、図６（Ａ）⇒図６（Ｄ）から明らかなように、杉スリット材Ｃの場合には、耐力低下は見られないが、３.５×１０−２rad付近からスリット効果が失われ、耐力が上昇している。
【００４３】
更に、図６（Ａ）⇒図６（Ｅ）から明らかなように、本発明に係るスリット材Ｄの場合には、実験中に積層ゴムシート（図２（Ｂ））の布が切れたが履歴曲線には影響が殆ど無く、降伏時以降、完全スリット型Ａの耐力のほぼ１.４倍の耐力を保持しながら、７×１０−２radまで変形している。
【００４４】
この場合、最初は、柱２の端部が降伏し、変形の増大と共に、腰壁４・垂れ壁３の先端部に向かって塑性ヒンジ領域が徐々に広がり、段階的に曲げ破壊している。
【００４５】
上記実施例によれば、実物の約１/4のスケールの完全スリット型Ａ、及び腰壁・垂れ壁が柱と一体となった一体型Ｂと比較して、布を補強材としたゴムのスリット材としての効果を検証した。
【００４６】
その結果、柱２の初期剛性は、一体型Ｂの約１/4と小さく、完全スリット型Ａとほぼ同じである。
【００４７】
降伏時の耐力は、完全スリット型Ａの約１.５倍、同じく最大耐力時変形は、３倍以上である。
【００４８】
また、ゴムを用いた試験体の破壊状況は、曲げ破壊が柱２の端部に広がっており、せん断破壊や局所のコンクリート圧縮破壊は見られない
このように、スリット材１として、布を補強材としたゴムを用いることにより、初期剛性が完全スリット型と変わることのない状態で、柱２の塑性変形能力と耐力とを高めるという優れた構造骨組みが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、初期剛性が完全スリット型と殆ど変わらない状態で、塑性変形能力と耐力とを併せ持つスリット材に利用され、極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の全体図である。
【図２】本発明に係るスリット材１の具体例を示す図である。
【図３】本発明による圧縮試験の結果を示す図である。
【図４】本発明による履歴曲線を示す図である。
【図５】本発明による初期剛性を示す図である。
【図６】本発明によるスケルトンカーブを示す図である。
【図７】図６における降伏時と最大荷重時の値を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  スリット材
２  柱
３  垂れ壁
４  腰壁
５〜７  木綿の厚織シート
８〜９  天然ゴムシート
【図１】
0005213224.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005213224.tif 000006
【図６】
0005213224.tif 000007
【図７】
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